«خورشید مصنوعی»؛ رآکتور هسته ای با دمای ۲۰۰ میلیون درجه سانتیگراد

روزياتو/ چين از برنامه هاي جاه طلبانه خود براي توليد يک رآکتور هسته اي که «خورشيد مصنوعي» نام گرفته پرده برداشته است، دستگاهي که مانند خورشيد از گداخت هسته اي براي توليد انرژي استفاده مي کند. چيني ها مي گويند اين ماشين که دماي آن به ۳۶۰ ميليون درجه فارنهايت (نزديک به ۲۰۰ ميليون درجه سانتيگراد) مي رسد بيشتر شبيه ترکيبي از ۱۲ خورشيد مصنوعي است. اين دماي بسيار بالا همان چيزي است که چيني ها را به خواسته آن ها مي رساند: هسته هاي دو يا تعداد بيشتري اتم به هم جوش خورده و در اثر آن انرژي توليد خواهد شد. اين دستگاه آزمايشي با نام «HL-2M Tokamak»، بزرگ ترين در نوع خود تا به امروز به شمار مي آيد. چين از برنامه خود براي توليد يک رآکتور هسته اي مي گويد که «خورشيد مصنوعي» نام گرفته و مانند خورشيد از گداخت هسته اي براي توليد انرژي استفاده مي کند. توکامک يک نوع خاص از رآکتورهاي همجوشي است که از دهه ۱۹۵۰ در مورد آن نظريه پردازي شده است، زماني که دانشمندان اتحاد جماهير شوروي اين واژه را به عنوان جانشين اختصاري عبارت «محصورسازي مغناطيسي چنبره اي» (toroidal magnetic confinement) در زبان روسي ابداع کردند. اين نام به طور کامل توصيف کننده عملکرد و ماهيت اين دستگاه است. توکامک يک نوع چنبره (شبه دونات) است که پلاسماي بسيار داغ در آن به دام افتاده و براي ايجاد واکنش هاي شيميايي تحت فشار قرار مي گيرد چين از برنامه خود براي توليد يک رآکتور هسته اي مي گويد که «خورشيد مصنوعي» نام گرفته و مانند خورشيد از گداخت هسته اي براي توليد انرژي استفاده مي کند. در ۴۰ سال گذشته صدها رآکتور توکامک کوچک در شرايط آزمايشگاهي در سراسر جهان مورد مطالعه قرار گرفته اند. پلاسماي درون رآکتور توکامک با کمک ميدان هاي مغناطيسي در داخل آن نگه داشته مي شود اما اين ميدان هاي مغناطيسي نسبت به اتفاقات آسيب پذير بوده و ممکن است باعث اشکالاتي شوند که کار رآکتور را خراب مي سازد. کنترل اين ميدان هاي مغناطيسي بسيار دشوار است. مطالعه رآکتورهاي توکامک مدت زمان زيادي طول کشيده و گاهي اوقات به کارگيري آن ها در مقياس بزرگ تقريباً غيرممکن به نظر مي رسيده و بسياري به دنبال يک دستگاه جديد بوده اند. استلاراتور (stellarator) يکي از ايده هاي جديد در کنار توکامک بوده که ترکيبي ديوانه کننده تر از ايده ها به نظر رسيده اما گفته مي شود که از ثبات بيشتري برخوردار بوده و امکان خارج شدن آن از مدار نيز بسيار کمتر است. چين از برنامه خود براي توليد يک رآکتور هسته اي مي گويد که «خورشيد مصنوعي» نام گرفته و مانند خورشيد از گداخت هسته اي براي توليد انرژي استفاده مي کند. استلاراتور Wendelstein 7-X در سال ۲۰۱۵ خبرساز شد و بسياري به اين باور رسيدند که چنبره انرژي جديد مي تواند از توکامک پيشي بگيرد. اما هر دو دستگاه، استلاراتور و توکامک، تقريباً به طور همزمان و موازي توسط تيم هاي متفاوتي در حال توسعه بوده اند. توکامک HL-2M چين با نام رسمي «توکامک آزمايشي پيشرفته فوق رسانا» (Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST)) شناخته مي شود. محققان چيني براي اولين بار اين رآکتور را در سال ۲۰۰۶ روشن کردند اما رسيدن به يک نقطه عطف کاري بوده که سال ها زمان برده است. در سال ۲۰۱۸، اين رآکتور به دماي ۱۸۰ ميليون درجه فارنهايت (حدود ۱۰۰ ميليون درجه سانتيگراد) رسيد که به گفته محققان نيمي از دماي کاربردي مورد نظر است که در سال ۲۰۲۰ به آن خواهند رسيد. چين از برنامه خود براي توليد يک رآکتور هسته اي مي گويد که «خورشيد مصنوعي» نام گرفته و مانند خورشيد از گداخت هسته اي براي توليد انرژي استفاده مي کند. از يک نظر، EAST تاييدي بر امکانپذيري و عملي بودن يک رآکتور گداخت پلاسمايي بزرگتر است. در يک فضاي امن آزمايشگاهي، دانشمندان مي توانند رفتار توکامک را تحت نظر و کنترل داشته باشند. به دليل روش طراحي شان، توکامک ها معمولاً داغ ترين و پرانرژي ترين ذرات را از هسته هايشان بيرون مي اندازند . اين ذرات ممکن است خيلي سريع از کنترل و ثبات خارج شده، از منطقه پلاسما-واکنش گر بيرون زده و به احتمال فراوان در خارج از آن به دماي ۱۸۰ ميليون درجه فارنهايت برسند. انتظار مي رود که EAST اين مقدار گرما را حفظ کند و محققان در ۱۳ سال گذشته براي برهه هاي زماني کوتاهي به حالت پلاسمايي دست يافته اند. هدف آن ها اکنون اين است که يک واکنش پلاسمايي باثبات تر و مداوم تر داشته باشند تا نشان دهند که چنين کاري مي تواند انجام شوند. بعد از آن، دانشمندان اميدوارند که بتوانند رآکتورهاي توکامک را به بيرون از آزمايشگاه آورده و براي توليد انرژي تجاري از آن استفاده نمايند. در توکامک از ميدان هاي مغناطيسي براي محصور نگه داشتن پلاسما استفاده مي کنند زيرا هيچ ماده جامدي نمي تواند به اندازه پلاسما تاب گرما را داشته باشد. در نهايت هدف از توسعه و بکارگيري توکامک ها توليد انرژي هسته اي از طريق گداخت يا همجوشي است. ما را در کانال «آخرين خبر» دنبال کنيد